【技术实现步骤摘要】
本申请属于纤维制造，更具体地说，是涉及一种静电纺丝射流喷丝头及设备。
技术介绍
1、静电纺丝属于特殊的纤维制造工艺，其原理为聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场的作用下，针头处的液滴被拉伸形成圆锥形，该圆锥形也称为“泰勒锥”，从“泰勒锥”的尖端延展形成细小的射流，供以产出纳米级及以上直径的聚合物细丝，聚合物细丝固化后最终得到纤维产品。
2、通常地，静电纺丝工艺存在射流不稳定的问题，射流不稳定导致出现产品缺陷，例如得到的纳米膜厚度不均匀，以及纳米纤维膜出现疵点。现有手段中，通过调节施加电压进以改变电场是稳定静电纺丝射流的直接手段。然而，由于电压的可调范围很窄，电压的轻微变化将会导致纺丝射流的大幅波动，从而影响纤维的均匀性和产品质量。并且，增加电压以增强电场需更高的成本，并存在潜在的安全隐患。现有技术中，金属针通常被用作静电纺丝的喷丝头，鳄鱼夹通常用于将高压连接到金属针，然而，这种粗糙的连接将导致电场分布不规则，这也是导致射流不稳定的主要因素之一。
3、以上，由于纺丝射流的不稳定性，导致难以控制纤维的沉积位置和面积，因此获得的纤维膜厚度不均匀、存在疵点。此外，射流不稳定性也导致难以精确控制纺丝产品的尺寸和形状，使纤维产品难以实现批量化和规模化生产。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种静电纺丝射流喷丝头，以解决现有技术中用于静电纺丝的喷丝头存在喷射射流不稳定而导致纤维产品质量不良且无法批量化、规模化生产的技术问题。
2、为实现上
3、提供一种静电纺丝射流喷丝头，其包括针头结构和金属包裹体；
4、所述针头结构包括针柄和针体，所述针体和所述针柄连接；
5、所述金属包裹体环绕于至少部分所述针体的外侧，且至少部分所述金属包裹体接触连接于所述针体。
6、在一个实施例中，沿所述针体的长度方向，所述金属包裹体延展有尺寸；
7、或，沿所述针体的径线方向，所述金属包裹体延展有尺寸。
8、在一个实施例中，所述金属包裹体为具有延展面积的薄壁型包裹结构；
9、或，所述金属包裹体为具有延伸长度的绕线型包裹结构。
10、在一个实施例中，沿所述针体的长度方向，所述金属包裹体的横截面轮廓形状保持不变且轮廓面积呈渐变设置；
11、或，沿所述针体的长度方向，所述金属包裹体的横截面轮廓形状和轮廓面积均保持不变。
12、在一个实施例中，所述金属包裹体呈锥形筒结构，所述金属包裹体的大端部分套接于所述针柄上，所述金属包裹体的尖端部分套接于所述针体的尖端部分，且所述金属包裹体的尖端部分接触连接于所述针体的尖端部分；
13、或，所述金属包裹体呈直形筒结构，所述金属包裹体的一端套接于所述针柄上，所述金属包裹体的另一端封口设置，该另一端套接于所述针体的尖端部分，且该另一端接触连接于所述针体的尖端部分。
14、在一个实施例中，所述金属包裹体为薄片结构，所述针体贯穿所述金属包裹体的中心，所述金属包裹体设于所述针体沿其长度方向的任意位置处。
15、在一个实施例中，所述金属包裹体为线型结构，所述金属包裹体的一端连接于所述针体，所述金属包裹体的另一端沿所述针体的长度方向螺旋环设于所述针体的外侧，且由所述一端指向所述另一端的方向，所述金属包裹体逐渐远离所述针体。
16、在一个实施例中，所述金属包裹体为线型结构，所述金属包裹体的一部分贴裹于所述针体上，所述金属包裹体的另一部分间隔环设于所述针体的外侧。
17、在一个实施例中，所述针头结构为塑钢螺口针头；
18、所述金属包裹体为金属制品或金属丝制品。
19、本申请提供的静电纺丝射流喷丝头的有益效果在于：
20、与现有技术相比，本申请提供的静电纺丝射流喷丝头，其中的金属包裹体环绕于至少部分针体的外侧，且至少部分金属包裹体接触连接于针体。基于针头结构中的针体部分，采用金属包裹体及金属包裹体环绕至少部分针体的设置方式，实现显著优化电场分布及显著优化针体纺丝射流状况的目的，进以稳定驱动纺丝射流而得到优质的纤维产品。
21、具体地，现有技术中所应用的裸针，在纺丝过程中，极易喷射液滴，且射流抖动严重。究其原因在于，裸针所在的电场中，其电势梯度集中于裸针的尖端区域，由裸针尖端指向收集器的方向，电场中靠近针尖区域的电势沿法线方向的空间变化率极高，也就是电势梯度急剧变化，在未到达收集器之前，依靠电势梯度对纺丝射流的驱动已经停止，因此导致无法驱动纺丝射流稳定地通过裸针尖端和收集器之间的空间。
22、本申请提供的静电纺丝射流喷丝头，采用金属包裹体及金属包裹体环绕至少部分针体的设置方式，金属包裹体作为一种具备导电性的中间导体，有助于优化针体附近电场分布，能够有效优化针体附近的电场，在由针体尖端指向收集器的方向，能够使电势梯度更加平滑地分布和延续，直至到达收集器所在的位置，因此借助于平滑分布的电势梯度的驱动，纺丝射流被稳定地由针体的尖端驱动至收集器。在静电纺丝过程中，射流具备极佳的稳定性，可供系统精准控制纤维的沉积位置和面积，因此可获得厚度均匀的纤维膜；并且可供系统精确控制纺丝产品的尺寸和形状，可供于实现纤维产品的批量化和规模化生产。
23、本申请的另一目的还在于提供一种电纺丝机，所述的电纺丝机包括如上所述的静电纺丝射流喷丝头。
24、本申请提供的电纺丝机相比于现有技术的有益效果，与本申请提供的静电纺丝射流喷丝头相比于现有技术的有益效果一致，此处不再赘述。
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1.一种静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
2.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
3.如权利要求2所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
4.如权利要求2所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
5.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
6.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
7.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
8.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
9.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
10.一种电纺丝机，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
2.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
3.如权利要求2所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
4.如权利要求2所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
5.如权利要求1所述的静电纺丝射流喷丝头，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：郑子剑，张宇菲，丁义纯，张驰，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：
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